本文關(guān)鍵詞：ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方法的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZigBee是一種應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)的通信技術(shù)。近年來隨著ZigBee技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,它廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工農(nóng)業(yè)監(jiān)控、醫(yī)療軍事、交通運(yùn)輸、智能家居等領(lǐng)域。ZigBee系統(tǒng)通常采用周期性的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制,適用于那些長期無人值守、數(shù)據(jù)信息量需求不大的應(yīng)用場景。例如在無線抄表系統(tǒng)、管道監(jiān)控、橋梁隧道安全監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測等非實時性系統(tǒng)中,一般采用電池對節(jié)點進(jìn)行能量供應(yīng),所以節(jié)點的能量成為了ZigBee系統(tǒng)的重要資源,也決定了整個系統(tǒng)的使用時間。因此,在電池供電的條件下研究如何節(jié)省能量,提高能量利用率,延長ZigBee系統(tǒng)的使用時間成為了ZigBee技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的熱點問題。本文研究應(yīng)用于長周期性ZigBee系統(tǒng)的休眠喚醒的節(jié)能方法,解決ZigBee系統(tǒng)中能耗的關(guān)鍵問題。主要在以下兩個方面進(jìn)行的研究:首先,從應(yīng)用場景角度上分析ZigBee系統(tǒng)的能耗問題。通過分析不同的休眠喚醒的節(jié)能機(jī)制,采用淺休眠喚醒模式應(yīng)用在ZigBee系統(tǒng)中,降低系統(tǒng)的能耗,提高系統(tǒng)的能量利用率。其次,比較分析同步休眠和異步休眠方法,采用同步休眠方法設(shè)計了節(jié)點周期性的休眠喚醒工作方案。在方案中分析和研究了長時間定時休眠和網(wǎng)絡(luò)休眠喚醒不同步的問題,采用休眠定時器循環(huán)工作的方法解決節(jié)點長時間定時休眠的問題和網(wǎng)絡(luò)逐級時間同步的方法解決系統(tǒng)休眠喚醒不同步的問題。本文結(jié)合無線抄表系統(tǒng)的應(yīng)用場景完成了休眠喚醒節(jié)能方案的設(shè)計與實現(xiàn)。在硬件上設(shè)計了ZigBee節(jié)點核心板電路和底板電路,其中核心板電路主要是無線通信電路,底板電路包括串口通信電路、按鍵電路等。軟件上是在Z-Stack協(xié)議棧中實現(xiàn)了系統(tǒng)的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)收發(fā)以及節(jié)點同步休眠喚醒等功能。最后,在實驗中設(shè)計了能耗測試方案。采用多個節(jié)點進(jìn)行了能耗的測試,驗證了ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方案的有效性。能耗測試實驗結(jié)果表明系統(tǒng)的使用時間達(dá)到了預(yù)期設(shè)計的目標(biāo),也驗證了休眠喚醒的節(jié)能機(jī)制在一定的條件下是能夠較好地降低系統(tǒng)的能耗。
【關(guān)鍵詞】：節(jié)能方法 休眠喚醒 時間同步
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文的主要工作14-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方法的分析16-23
• 2.1 ZigBee系統(tǒng)能耗分析16-19
• 2.1.1 ZigBee系統(tǒng)應(yīng)用場景的特點16-18
• 2.1.2 ZigBee節(jié)點能耗分析18-19
• 2.2 ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方法的研究19-22
• 2.2.1 休眠喚醒的節(jié)能方法20-21
• 2.2.2 休眠喚醒節(jié)能方法的比較21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 ZigBee系統(tǒng)休眠喚醒節(jié)能方案研究23-36
• 3.1 ZigBee系統(tǒng)休眠喚醒節(jié)能方法的分析23-26
• 3.1.1 同步休眠喚醒方法23-24
• 3.1.2 異步休眠喚醒方法24-25
• 3.1.3 同步與異步休眠喚醒方法的比較25-26
• 3.2 ZigBee系統(tǒng)休眠喚醒的節(jié)能方案設(shè)計26-35
• 3.2.1 ZigBee系統(tǒng)節(jié)點入網(wǎng)的設(shè)計28-29
• 3.2.2 節(jié)點與協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計29
• 3.2.3 ZigBee系統(tǒng)定時休眠的分析與研究29-30
• 3.2.4 同步休眠喚醒方法的分析與研究30-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第4章 ZigBee系統(tǒng)節(jié)能方案的設(shè)計與實現(xiàn)36-54
• 4.1 ZigBee系統(tǒng)測試平臺硬件設(shè)計36-39
• 4.1.1 ZigBee節(jié)點硬件總體方案設(shè)計36
• 4.1.2 低功耗硬件芯片的選型36-37
• 4.1.3 ZigBee節(jié)點電路設(shè)計37-39
• 4.2 ZigBee系統(tǒng)測試平臺的軟件設(shè)計39-53
• 4.2.1 ZigBee系統(tǒng)總體設(shè)計39-42
• 4.2.2 Z-Stack軟件開發(fā)平臺42-43
• 4.2.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點的設(shè)計43-44
• 4.2.4 路由節(jié)點的設(shè)計44-45
• 4.2.5 終端節(jié)點的設(shè)計45-47
• 4.2.6 系統(tǒng)組網(wǎng)的設(shè)計與實現(xiàn)47-49
• 4.2.7 節(jié)點休眠喚醒的設(shè)計與實現(xiàn)49-51
• 4.2.8 節(jié)點長時間定時休眠的設(shè)計與實現(xiàn)51-52
• 4.2.9 串口通信的設(shè)計與實現(xiàn)52-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第5章 系統(tǒng)測試與分析54-62
• 5.1 測試環(huán)境的搭建54-55
• 5.2 功能測試55-56
• 5.2.1 ZigBee系統(tǒng)組網(wǎng)與數(shù)據(jù)收發(fā)測試55-56
• 5.3 性能測試56-61
• 5.3.1 ZigBee系統(tǒng)能耗測試56-59
• 5.3.2 ZigBee系統(tǒng)能耗分析59-61
• 5.4 測試結(jié)果分析61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 工作總結(jié)62
• 6.2 工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的研究成果69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高霞;袁明波;饒

本文編號：255496